基于微生物生物合成纳米颗粒机制的研究进展

纳米粒子的合成方法多种多样,包括物理法、化学法和生物合成法,其中生物合成法是以生物为基体的绿色合成方法。由于微生物易于培养、生长快、廉价易得,已成为纳米粒子生物合成法的重要生物类群。微生物和纳米材料的多样性决定了其合成机制的多样化。本文结合国内外的科研报道,着重介绍了目前纳米粒子生物合成机制,并对纳米粒子微生物合成技术未来发展趋势进行了展望。     

微生物合成黄酮糖苷类天然产物研究进展

黄酮糖苷类天然产物是植物中黄酮类化合物的主要存在形式,通过糖基化修饰,可以改变其水溶性、稳定性等,赋予其新的生物活性和功能。黄酮类化合物的糖基化修饰通常由植物源或微生物源的糖基转移酶催化,根据糖基的位置、类型和数量的不同,可形成多种类型的黄酮糖苷类产物。随着合成生物学和代谢工程的快速发展,在微生物中合成植物源黄酮糖苷类天然产物取得了重要进展。综述了糖基转移酶的聚类分析及糖基供体的途径改造,并对代谢工程优化黄酮糖苷类天然产物的微生物合成进行了分析讨论,并对其发展前景进行了展望。     

纳米银的抗菌机制及临床应用研究

纳米银因具备抗菌谱广、效果好、安全性高等特性,其医疗制品在临床治疗方面应用广泛。现普遍认为纳米银可通过释放银离子(Ag+)和诱导活性氧自由基的表达等方式达到杀菌目的,但其发挥抗菌作用的效果受到表面正电荷和粒子直径等因素影响。本文就纳米银的抗菌机制及临床实践应用进行综述,对现有的各种抗菌材料进行分类,重点探讨纳米银对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、白假丝酵母菌和铜绿假单胞菌的杀菌和抑菌原理,以及其在抗菌过程中的影响因素,并阐述了纳米银及其复合材料在临床实践中的应用,以期为纳米银抗菌应用方面的后续研究提供一些参考。     

微生物次生代谢产物的生物合成

来源于微生物的次生代谢产物是新药发现和发展的重要源泉,也是行之有效、研究生物学问题的探针工具.微生物产生次生代谢产物的目的并非为人类所用,而是以之为工具或媒介,调控其内在的生物化学过程并响应各种外部环境的变化.另一方面,微生物也通过其产物的结构改变、优化和最终选择,适应各种动态、可变的生物学过程.化学结构与生物功能的共...     

腐殖酸对沉积物中纳米银的释放及其毒性的影响研究

以有机质腐殖酸(Humic acid, HA)为例,研究沉积物中不同HA含量(0、1%、5%和10%)对沉积物[其中纳米银(Silver nanoparticles, AgNPs)浓度为100μg/g dw]中AgNPs释放的影响,以及银释放对斑马鱼(Danio Rerio)的毒性效应。结果显示,暴露15d和30d后,水柱中总银浓度为(0.01±0.01)—(2.53±0.52)μg/L,且高HA含量(5%和10%)的沉积物组中释放到水柱中的银浓度高于低HA含量(0和1%)的沉积物组,表明HA的存在促进了沉积物中AgNPs向水柱释放。释放的AgNPs能够积累在斑马鱼组织中,且主要积累在肝脏和肠道中,并可导致斑马鱼组织氧化应激效应。另外, 16S rRNA高通量测序结果显示,受释放到水柱银影响,斑马鱼肠道中微生物群落结构也会发生改变。研究初步探明了沉积物中AgNPs的释放规律及其环境风险,可为全面评价AgNPs的环境行为及生态安全性提供重要依据。     

微生物合成鸟氨酸的代谢工程研究进展

鸟氨酸是一种非蛋白氨基酸,对氨态氮的排出及解除氨中毒有重要的作用,可用于功能性饮料、减肥保健产品及护肝抗癌药品等,在医疗、保健、食品等领域具有广泛的应用前景。本文系统地总结目前微生物合成鸟氨酸的研究现状,介绍鸟氨酸的分解代谢和合成代谢途径,及其所涉及的关键酶,详细阐述利用代谢工程改造鸟氨酸生产菌的思路,及其所涉及的代谢工程技术和最新研究进展,展望微生物合成鸟氨酸的代谢工程未来发展方向。     

甲基转移酶在微生物合成天然产物中的应用

甲基转移酶(Methyltransferases,MTs)普遍存在于所有生物有机体中,通常以S-腺苷甲硫氨酸作为甲基供体催化底物的甲基化反应,在基因的表达调控和许多天然化合物的合成中起着至关重要的作用。近年来,在微生物中异源表达MTs以实现一些重要天然产物的生物合成取得了巨大的进步,但迄今为止这方面的研究还没有得到详细和全面的总结。文中综述了MTs在微生物合成苯丙烷类化合物、香料类化合物、激素和抗生素等重要天然产物的最新研究进展,重点阐述了应用代谢工程策略高效合成这些甲基化的天然产物,以及利用MTs拓展天然产物分子多样性的研究进展。最后,探讨了MTs应用于微生物合成天然产物所面临的挑战,并对利用MTs进一步高效生产结构和生物活性多样化的天然产物进行了展望。     

纳米技术在刑事侦查潜指纹鉴定中的应用

指纹的法医鉴定被广泛应用于罪犯的人身认定,已成为基础的法庭证据。纳米技术的快速发展,使检验和鉴定潜指纹成为可能。本文综述了近年来纳米科技在刑事案件侦破中的指纹检验与鉴定中的应用及发展现状。重点讨论了光致发光法显现潜指纹与纳米技术的具体应用,对纳米技术在未来刑侦潜指纹鉴定中的应用前景也进行了展望。     

纳米银体外对三种微生物的抑制作用及机制

目的探讨纳米银广谱的抗菌作用及机制。方法以金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌及白假丝酵母菌为研究对象,采用涂布法检测纳米银的杀菌作用,利用细菌呼吸链脱氢酶活性检测及透射电镜探讨纳米银抑菌的作用机制。结果≥0.05μg/mL的纳米银对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌及白假丝酵母菌具有明显的杀菌作用;5μg/mL的纳米银对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌及白假丝酵母菌作用60、30、15和5min均有明显的杀菌作用;纳米银对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌的呼吸链脱氢酶活性具有明显的抑制作用;纳米银对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌和白假丝酵母菌的菌体形态具有明显的破坏作用。结论纳米银对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌和白假丝酵母菌具有高效、迅速及广谱的杀菌作用,这些作用可能与纳米银的多靶位作用机制有关。     

单萜类化合物的微生物合成

单萜类化合物是萜类化合物的一种,一般具有挥发性和较强的香气,部分单萜还具有抗氧化、抗菌、抗炎等生理活性,是医药、食品和化妆品工业的重要原料.近年来,利用微生物异源合成单萜类化合物的研究引起了科研人员的广泛关注,但因产量低、生产成本高等限制了其大规模应用.合成生物学的迅猛发展为微生物生产单萜类化合物提供了新的手段,通过改...     

羟基丁酸及中链羟基脂肪酸共聚物的微生物合成

聚羟基脂肪酸酯（polyhydroxyalkanoicacids,简称PHAs）是许多原核生物于非平衡生长（如缺乏氮、磷、镁、氧）条件下合成的细胞内碳源和能源的贮藏性聚合物,其分子通式可表述为川．其中m＝l,2和3,一般为m＝l,即p一羟基脂肪酸。n为单体数目。R为侧链,多为不同链长的正烷基,也可以是支链的,不饱和的或带取代基的烷基。自从1926年聚羟基丁酸（Polyhydroxyblltyrate,简称PHB）被首次发现后,已有约80种不同的脂肪酸作为PHAs的单体在约300种细菌中被发现,包括碳原子数从3到14的大量含饱和或不饱和键或支链的脂肪族以及芳香族3羟基…     

用于樱桃番茄保鲜的纳米银复合膜材料研究与应用

纳米银（silver nanoparticles, AgNPs）及其他纳米颗粒因具有抑菌和阻隔特性,在果蔬保鲜中的应用越来越受到重视。为了开发高效的果蔬绿色保鲜涂膜,利用菊花提取物绿色合成了纳米银,并研究了其对交链孢霉菌的抑制性能。制备了AgNPs和壳聚糖（chitosan,CTS）的AgNPs-CTS复合涂膜,并考察了其对樱桃番茄保鲜的影响。结果发现,所合成AgNPs呈球形,尺寸小且分散良好,对交链孢霉菌具有良好的抑菌活性。樱桃番茄的保鲜试验表明,AgNPs-CTS涂膜的保鲜性能优于CTS组和空白组,贮藏15 d后AgNPs-CTS涂膜对保持樱桃番茄中较高的可溶性固形物、滴定酸和Vc含量具有积极作用,并能显著降低樱桃番茄的腐烂率和失重率。综上表明,该AgNPs合成方法可减少有毒化学试剂的使用,绿色环保,抑菌性能良好,其与壳聚糖复合成膜可应用于樱桃番茄的采后保鲜。研究结果可为绿色环保纳米银复合保鲜涂膜的开发及应用提供科学参考。     

植物多酚的微生物合成

植物多酚属于苯丙烷衍生物,包括酚酸类、芪类、姜黄素类和黄酮类等.它们具有抗氧化、扩血管、抗血凝、抗炎、抗肿瘤、抗病毒等生理药理活性,在医药、食品、化妆品、化工等领域具有巨大的应用市场.微生物具有生长快、培养简单、可工业化等优点,成为异源合成天然产物的重要宿主.近年来,合成生物学的发展促进了植物天然产物的微生物合成,并取...     

聚苹果酸的微生物合成及应用研究进展

聚苹果酸是一种优良的完全可生物降解的生物活性材料,在医学和药学领域有着极大的应用潜力。文中结合我们的工作总结了近年来聚苹果酸代谢、聚苹果酸的微生物发酵合成以及聚苹果酸在医药领域的应用等方面的研究进展,并对聚苹果酸的深入研究作了展望。     

天然水环境中纳米银的来源、分析与转化

纳米银(AgNPs)作为当前应用最广的金属纳米材料之一,可通过各种途径进入水土环境,对水生生物产生毒性,从而破坏水体生态环境.天然水体成分复杂,纳米银具有纳米材料特殊的理化性质,使得其在水体中的转化过程变得尤为复杂,因此理解纳米银在水环境中的转化与归趋,对于水质管理与生态环境保护极其重要.现代科技的发展为更好地研究纳米银在进入环境中后的溶解、聚凝等一系列转化过程提供了可能.本文概述了环境中纳米银的来源和环境风险,分析了pH、溶解氧、离子强度等环境因素及粒径、涂层等自身因素对其在水体环境中转化的影响,并归纳了对纳米银的粒径、电位及形貌等分析的主要技术手段.最后指出了当前研究中存在的主要不足,并对今后的研究方向进行了展望.     

磁性微球的制备及在生物分离应用中的研究进展

磁性微球是一类新型的功能材料,雀生物医学工程、细胞生物学和环境工程具有广泛的应用。本文从磁性微球的结构、特性和制备方法进行了探讨,并详细介绍了磁性微球在细胞分离、蛋白质以及核酸的制备纯化领域中的应用。     

荧光量子点的生物合成方法研究进展

作为一种新型纳米材料,荧光量子点的合成方法大致可分为物理法、化学法和生物合成法。生物合成方法因其绿色、环保、产物生物相容性好而备受关注。本文通过对国内外荧光量子点生物合成方法的资料研究,以细菌、真菌、其它生物机体、生物辅助等角度对生物合成荧光量子点的方法进行归纳总结,并着重对基于微生物的合成方法进行了分类。在探讨微生物合成机理的基础上,对生物合成法的未来方向提出展望。     

对萘磺酸钠修饰的石墨烯基纳米银复合抗菌材料的制备及性能评价

制备采用1-萘磺酸钠修饰的石墨烯基纳米银复合材料,并对其性能进行评价。首先制备了石墨烯基纳米银复合材料,采用1-萘磺酸钠修饰,记为AgNP/rGO-NA,然后通过与聚乙烯吡咯烷酮做保护剂的纳米银（PVP/AgNP）的比较,分析其稳定性,抗菌活性,细胞毒性。研究发现,纳米银AgNP在制备的复合材料表面的分布相对均匀,AgNP的质量分数为4.3%,粒径为5~15nm,Zeta电位为-42.5 mV;在无光或光照强度为3000 Lx（勒克斯）的低温光照仪环境下储存10 d,PVP/AgNP聚集作用较为明显,而AgNP/rGO-NA则分散性良好,聚集作用不明显;AgNP/rGO-NA具有更加良好的抗菌活性,生物相容性和相对较低的生物毒性。试验表明经过1-萘磺酸钠修饰的石墨烯基纳米银复合材料质量可靠,性能良好,具有广阔的应用前景。     

利用植物提取物绿色合成纳米银粒子及其对台湾乳白蚁的毒性

【目的】利用多种药用植物水提液绿色合成纳米银粒子,测定分析其对台湾乳白蚁Coptotermes formosanus的毒杀活性和作用机理,探索绿色合成的(silver nanoparticles, AgNPs)在白蚁防治方面的潜力,拓宽AgNPs在农业领域的应用前景。【方法】分别利用药用植物大黄Rheum palmatum根茎、白毛夏枯草Ajuga nipponensis全株、苦参Sophora flavescens根和鱼腥草Houttuy niacordata全株的水提取液绿色合成纳米银粒子,采用紫外 可见分光光度计(UV-vis)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱分析(EDS)和纳米粒度分析仪验证AgNPs的生成并表征其粒子大小、形状和聚集程度等;在实验室条件下测定AgNPs对台湾乳白蚁工蚁的毒杀效果。通过测定800 mg/L AgNPs处理7 d的台湾乳白蚁工蚁体内可溶性蛋白质含量、乙酰胆碱酯酶(AchE)活性和滤纸酶活性(filter paper activity, FPA)水平,来探析AgNPs对白蚁的毒杀作用机理。【结果】4种药用植物水提取液合成的AgNPs颗粒均呈球形,粒径在69~180 nm之间;7 d内AgNPs对台湾乳白蚁工蚁的LC₅₀值分别为150, 340, 342和309 mg/L;800 mg/L AgNPs处理7 d后台湾乳白蚁工蚁的可溶性蛋白质含量以及AchE活性和FPA与对照相比均显著降低。【结论】4种植物提取物合成的AgNPs对台湾乳白蚁工蚁均有较好的毒杀效果,它们可通过降低白蚁体内的可溶性蛋白质含量、AchE活性和FPA来影响其存活,说明绿色合成的AgNPs在防治台湾乳白蚁方面具有较大的潜力。